Скважинный источник сейсмических сигналов

 

Изобретение относится к сейсморазведке, в частности к устройствам для возбуждения сейсмических волн в скважинах. Целью изобретения является повышение эффективности источника за счет обеспечения возможности регулировки спектра излучаемых сигналов. Скважинный источник сейсмических сигналов включает цилиндрический корпус, состоящий из частей 1, 2, 3 с выхлопными окнами 4 и переменным сечением внутренней полости, в которой размещен твердотопливный заряд 7. Внутри корпуса выполнена перегородка 9, разделяющая корпус на камеру сгорания 5 и рабочую полость 12 с выхлопными окнами. Перегородка выполнена за одно целое с управляющим штоком 10 и содержит каналы 11 для перетока газа из камеры сгорания в рабочую полость 12. Внутри корпуса на управляющем штоке расположен подпружиненный плавающий поршень 13, образующий в рабочей поверхности форкамеру. 1 ил.

Изобретение относится к сейсморазведке, в частности, к устройствам возбуждения сейсмических волн в скважинах. Цель изобретения - повышение эффективности источника за счет обеспечения возможности регулировки спектра излучаемых сигналов. На чертеже изображен скважинный источник сейсмических сигналов. Источник включает корпус, состоящий из частей 1, 2, 3 с выхлопными окнами 4. Камера сгорания 5 образована составными частями 1 и 2 корпуса. В камеру сгорания 5 помещена гильза 6 с твердотопливным зарядом 7 и воспламенителем 8. Между составными частями 2 и 3 корпуса размещена перегородка 9 с управляющим штоком 10 и каналами 11 для перетока газов из камеры сгорания 5 в рабочую полость 12 внутри составной части 3 корпуса. Внутри рабочей полости 12 на штоке размещен плавающий поршень 13 с центральным отверстием под шток. Плавающий поршень поджат пружиной 14 к перегородке 9. Пружина другим концом упирается на торцовый уступ корпуса 3. Источник работает следующим образом. Составные части 1 и 2 корпуса, соединенные при помощи байонетного затвора, разъединяют. В камеру сгорания 5 помещают гильзу 6 с зарядом 7 и воспламенителем. Соединяют обратно составные части 1 и 2, опускают источник в скважину, заполненную водой. Устройство готово к работе. По команде оператора сейсмостанции подается с пульта импульс тока на воспламенитель 8, который, срабатывая, поджигает твердотопливный заряд 7. Газообразные продукты сгорания, сжатые до давления 100-250 МПа, по каналам 11 в перегородке 9 подаются в рабочую полость 12 и, действуя на плавающий поршень 13 снизу, сообщают ему ускорение вдоль управляющего штока 10. Перемещению плавающего поршня 13 в рабочей полости 12 противодействует пружина 14. При движении плавающего поршня 13 вдоль управляющего штока 10 между ними, перегородкой 9 и внутренними стенками, составной части 3 корпуса образуется форкамера, в которой происходит догорание частиц твердотопливного заряда 7, поступивших из камеры сгорания 5. После выхода плавающего поршня 13 из зацепления с управляющим штоком 10 сжатый газ выталкивается через центральное отверстие плавающего поршня 13 в рабочую полость 12, заполненную водой. Вода и газы вытесняются с высокой скоростью через выхлопные окна 4 в корпусе и, действуя в течение короткого промежутка времени (0,0005-0,015 с) на стенки скважины, возбуждают упругий сейсмический импульс в грунте. В скважинном источнике энергия сейсмического сигнала может быть распределена в заданном диапазоне частот от 10 до 1000 Гц. Излучаемый сигнал от каждого срабатывания будет иметь диапазон в 3-3,5 октавы. При взрывном способе спектр излучаемого сигнала неоптимален, особенно в области высоких частот, которые быстро затухают в верхней части разреза. Поэтому КПД предлагаемого устройства выше и может достигать десятков процентов, а не единиц. Энергия излучаемых сигналов в данном устройстве ниже, чем энергия взрыва, но при взрыве значительно большая ее часть идет на бесполезное разрушение грунта. В скважинном источнике возможно управление спектром сейсмических сигналов за счет изменения упругости пружины, длины штока и конфигурации его оконечного участка, а также за счет изменения марки топлива.

Формула изобретения

СКВАЖИННЫЙ ИСТОЧНИК СЕЙСМИЧЕСКИХ СИГНАЛОВ, включающий цилиндрический корпус с выхлопными окнами и переменным сечением внутренней полости, в котором размещен твердотопливный заряд, отличающийся тем, что, с целью повышения эффективности источника за счет обеспечения возможности регулировки спектра излучаемых сигналов, внутри корпуса выполнена перегородка, на которой установлен шток, в перегородке выполнены каналы, а на штоке расположен поршень, выполненный с возможностью перемещения по штоку, и пружина, установленная с возможностью взаимодействия с поршнем и корпусом.

РИСУНКИ

Рисунок 1